(57)【要約】  【課題】放電遅れ時間の短縮化と、放電確率の向上化とを両立実施可能なＰＤＰを提供する。  【解決手段】  放電空間を挟んで対向する位置に配された部材にそれぞれ配されたスキャン電極１０２ａとデータ電極１１２とを有し、スキャン電極１０２ａ上に誘電体層１０６と保護層１０７とが順次積層され、スキャン電極１０２ａとデータ電極１１２間で放電を行うＰＤＰ１００であって、保護層１０７は、酸化マグネシュウムを主成分とし、当該酸化マグネシウム中に水素原子と、当該酸化マグネシュウムに含まれるマグネシウム原子に対するモル比が０．０２以上、０．１２以下の亜鉛原子とが含まれていることを特徴とする。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電空間を挟んで対向する位置に配された部材にそれぞれ配された第１電極と第２電極を有し、前記第１電極上に誘電体層と保護層とが順次積層され、前記第１電極と前記第２電極との間で放電を行うガス放電表示パネルであって、
前記保護層は、酸化マグネシウムを主成分とし、
当該酸化マグネシウム中に，当該酸化マグネシウムに含まれるマグネシウム原子に対するモル比が０．０２以上、０．１２以下の亜鉛原子と，水素原子とを含むガス放電表示パネル。
【請求項２】
前記水素原子の前記保護層における全原子に対するモル比が、０．００５以上、０．０５以下である請求項１に記載のガス放電表示パネル。
【請求項３】
請求項1から２の何れかに記載のガス放電表示パネルと、当該表示パネルを駆動する駆動回路を備えたガス放電表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス放電表示パネルに関し、特に、プラズマディスプレイパネルの放電精度を向上する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータやテレビ等に用いられているガス放電表示装置において、プラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」という。）は、大型で薄型軽量化を実現することのできるディスプレイデバイスとして注目されている。
このＰＤＰは、ガス放電で発生した紫外線によって蛍光体を励起発光させ、画像表示するガス放電パネルである。その放電の形成手法からＰＤＰはＡＣ型（交流型）とＤＣ型（直流型）に分類することができ、その中でも特にＡＣ型は、輝度、発光効率及び寿命の点でＤＣ型よりも優れており、現在のＰＤＰの主流となっている。（例えば、特許文献１）
より具体的には、ＡＣ型ＰＤＰは、前面板と背面板とを対向させてその外周を封着ガラスにより封着された構成を有する。
【０００３】
上記前面板は、前面ガラス基板の表面上にストライプ状の表示電極対が形成され、さらに、その上に誘電体層が形成され、さらに、その上に保護層が形成されてなる。
また、上記背面板は、背面ガラス基板の表面上にストライプ状のデータ電極が形成され、その上に誘電体層が形成され、また隣り合うデータ電極同士の間に隔壁が形成され、形成された隣り合う隔壁間に、赤、緑及び青色を発光する蛍光体層が順次形成されてなる。
【０００４】
上記背面板と上記前面板とが、双方に配設されている電極同士が直交するように対向配置されて重ね合わされており、その外縁を封着することにより形成される密閉空間に放電ガスが充填されている。
なお、上記表示電極対は２本で１対を構成しており、一方をスキャン電極、他方をサステイン電極という。
【０００５】
上記表示電極対と１本のデータ電極とが、放電空間を挟んで立体的に交差する領域の近傍が画像表示に寄与するセルとなる。
ＡＣ型のＰＤＰは、画像１フィールドを複数のサブフィールドに時分割し、サブフィールド毎に放電回数を制御して階調表示する。
各サブフィールドは、さらに、消去期間、初期化期間、書き込み期間及び維持期間と呼ばれる期間に区分され、それぞれにおいて各期間固有の処理が実行される。
【０００６】
このうちの書き込み期間では、点灯させるべき放電セルにおいて、パネルの上端の走査電極から順次、負電圧パルスを印加すると共に、データ電極には走査線上の画像データに対応する正電圧パルスを印加することにより、いわゆる書き込み放電を生ぜしめる。
これにより、点灯させるべき放電セルにおいて、蛍光体層表面および維持電極付近の保護層表面には負の壁電荷が蓄積され、走査電極付近の保護層表面には正の壁電荷が蓄積される。
【０００７】
一方、点灯させない放電セルでは、そのデータ電極に電圧を印加しないので、書き込み放電が行われないため壁電荷も蓄積されない。
ところで、近年、走査線の数を増やして高精細化させた、いわゆるHDTV（High definition television）とよばれる高品位ＴＶ（例えば1280×720）が普及しており、ＰＤＰにおいても高精細化に対応するものが登場している。
【０００８】
このような高精細化に対応するＰＤＰでは、走査電極、維持電極およびデータ電極の数が飛躍的に増加するため、書き込み期間おける処理量、即ち書き込み放電の回数が増加する。
そこで、全ての書き込み放電を１サブフールドの時間内で完了させるために、図４に示すように書き込み期間においてそれぞれ同期して印加される走査電極とデータ電極への各電圧パルスの印加時間ｔ１を短縮する必要があるが、実際には、電圧の印加が開始されてから放電が開始されるまでにはタイムラグ（以下、「放電遅延」という。）が生じるため、電圧の印加時間を短くする程、放電が生じる確率が低くなる傾向にある。
【０００９】
このような放電遅延の発生を抑制する手法として、例えば保護層に所定量の水素を添加し、放電遅れの時間短縮を図る技術がある。（例えば、特許文献２）
【特許文献１】特開平９−９２１３３号公報
【特許文献２】特開２００２−３３０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、保護層に水素を添加すると、２次電子放出係数が高まり放電遅れの時間が短縮される反面、電荷が移動し易い状態となり壁電荷保持能力が低下するため、せっかく壁電荷を形成しても、発光に寄与する放電が開始されるまでに電荷が失われ、場合によっては放電できなくなる、即ち、書き込み不良が発生するという問題がある。
本発明は、このような問題を解決しようとなされたものであって、放電遅れ時間の短縮と、放電確率の向上とを両立実施可能なＰＤＰを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明のガス放電表示パネルは、放電空間を挟んで対向する位置に配された部材にそれぞれ配された第１電極と第２電極を有し、前記第１電極上に誘電体層と保護層とが順次積層され、前記第１電極と前記第２電極との間で放電を行うガス放電表示パネルであって、前記保護層は、酸化マグネシウムを主成分とし、当該酸化マグネシウム中に水素原子と、当該酸化マグネシュウムに含まれるマグネシウム原子に対するモル比が０．０２以上、０．１２以下の亜鉛原子とが含まれていることを特徴とする。
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明のガス放電表示装置は、上記ガス放電表示パネルと、当該表示パネルを駆動する駆動回路を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成により電荷保持性能を極力維持しつつ、放電遅延時間を短縮することができる。
つまり、放電遅れ時間の短縮と、放電確率の向上とを両立することが可能となる。
また、前記水素原子の前記保護層における全原子に対するモル比が、０．００５以上、０．０５以下とすることが好ましい。
【００１４】
これにより、ＨＤＴＶに対応可能なレベルにまで放電遅延時間の短縮が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施の形態）
（構成）
図１は、本発明の実施の形態におけるガス放電表示パネルの一例であるＰＤＰ１００の１画素に対応する部分の断面図である。
ＰＤＰ１００は、高精細化対応の交流型（ＡＣ型）のＰＤＰであり、互いに主面を対向させて配設された前面板９０および背面板９１から構成される。
【００１６】
前面板９０は、前面ガラス基板１０１と、表示電極対１０２と、誘電体層１０６と、保護層１０７とからなる。
前面ガラス基板１０１は、前面板９０のベースとなる部材で、この前面ガラス基板１０１上には、表示電極対１０２が形成されている。
この表示電極対１０２の一方がスキャン電極１０２ａであり、もう一方がサステイン電極１０２ｂである。
【００１７】
スキャン電極１０２ａは、ＩＴＯまたはＳｎＯ2等の透明導電性材料からなる帯状の透明電極１０３ａの長手方向に沿った縁部にバス電極１０５ａが配されてなる。
また、スキャン電極１０２ａは、帯状の透明電極１０３ｂの長手方向に沿った縁部に線状のバス電極１０５ｂが配されてなる。
上記バス電極１０５ａ及びバス電極１０５ｂは、高い導電性を有する銀（Ａｇ）厚膜、アルミニウム（Ａｌ）薄膜又はＣｒ/Ｃｕ/Ｃｒ積層薄膜などを主成分とするため、全体の抵抗値を下げる役割を果たす。
【００１８】
表示電極対１０２及び前面ガラス基板１０１は、さらに、酸化鉛（ＰｂＯ）または酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）または酸化燐（ＰＯ4）を主成分とする低融点ガラス（厚み２０μm〜５０μm）からなる誘電体層１０６及び保護層１０７で覆われている。
この保護層１０７は、膜厚の平均値が約１.０μmのＭｇＯをベースとする膜体であり、水素と亜鉛が添加されている。
【００１９】
より具体的には、保護層中の全原子に対する水素原子のモル比が、０．０１となっており、また、保護層中のマグネシウム原子に対する亜鉛原子のモル比が０．０３となっている。
背面板９１は、背面ガラス基板１１１と、データ電極１１２と、誘電体層１１３と、隔壁１１４と、隣接する隔壁１１４どうしの間隙（以下、「隔壁溝」という。）の壁面に形成された蛍光体層１１５とからなる。
【００２０】
上記蛍光体層１１５の発光物質としては、例えば、下記に示すような蛍光体材料を用いる。
緑色蛍光体  Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ
赤色蛍光体  Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ
青色蛍光体  ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ
つまり蛍光体層１１５は、上記緑色蛍光体を含む緑色蛍光体層１１５Ｇと、上記赤色蛍光体を含む赤色蛍光体層１１５Ｒと、上記青色蛍光体を含む青色蛍光体層１１５Ｂとからなる。
【００２１】
前面板９０及び背面板９１は、対向して重ね合わされ、その周縁部に設けられた不図示の封着ガラスを介して接合されており、赤色蛍光体層１１５Ｒ、緑色蛍光体層Ｇ及び青色蛍光体層Ｂと保護層１０７との間隙が放電空間１１６となる。
この放電空間１１６には、Ｈｅ、Ｘｅ、Ｎｅなどの希ガス成分からなる放電ガス（封入ガス）が５００〜６００Ｔｏｒｒ（６６．５〜７９．８ｋＰａ）程度の圧力で封入されている。
【００２２】
表示電極対１０２と１本のデータ電極１１２とが、放電空間１１６を挟んで交差する近傍の領域が画像表示に寄与する放電セルとなる。
このＰＤＰ１００において、点灯させようとする放電セルを横切るスキャン電極とデータ電極１１２間に電圧が印加されて書き込み放電がなされた後に、前記放電セルを横切るスキャン電極１０２ａ及びサステイン電極１０２ｂにパルス電圧が印加されることにより維持放電がなされる。
【００２３】
放電空間１１６において、上記維持放電により紫外線（波長約１４７ｎｍを中心波長とする共鳴線）が発生し、この紫外線が蛍光体層１１５に照射されることにより、この紫外線が可視光に変換され放電セルが点灯し、画像が表示される。
＜評価試験＞
発明者らは、本実施の形態におけるＰＤＰ１００について、以下の評価試験を実施した。
１）放電遅れ試験
２）壁電荷保持能力試験
（試験品の仕様）
（ｉ）実施例品：実施の形態におけるＰＤＰ１００と同様のものであり、具体的な仕様について以下に示す。
【００２４】
保護層の膜厚  ：  １.０μｍ
Ｚｎの添加量  ：
保護層中のマグネシウム原子に対する亜鉛原子のモル比が０．０３
水素の添加量  ：
保護層中の全原子に対する水素原子のモル比が、０．０１
（ii）従来品１：保護層の組成がＭｇＯからなる従来のＰＤＰであり、具体的な仕様について以下に示す。
【００２５】
保護層の膜厚    １.０μｍ
（iii）従来品２  ：ＭｇＯに水素が添加された保護層を有する従来のＰＤＰであり、具体的な仕様について以下に示す。
保護層の膜厚    １.０μｍ
水素の添加量
保護層中の全原子に対する水素原子のモル比が、０．０１
１）放電遅れ試験の概要
１つの放電セルに対して、走査電極とデータ電極に電圧を印加した際、電圧印加後放電形成までの時間を測定した。
【００２６】
先ず、保護層に水素及び亜鉛を添加していない従来品１において、放電遅れ時間Ｔ0を求めた。また、他の試験品（従来品２及び実施例品）のＰＤＰにおいても、それぞれ放電遅れ時間Ｔ1及びＴ2を求めた。
そして、壁電荷保持能力相対比率を以下の式により求めた。
（式１）
放電遅れ時間相対比率＝Ｔ／Ｔ0×１００
つまり、従来品１の放電遅れ時間を基準として他の試験品における相対的な放電遅れ時間を求めた。
２）壁電荷保持能力試験の概要
各放電セルに印加される電圧は、外部印加電圧と壁電荷で形成する電圧の和によって求まる。
【００２７】
つまり、放電開始電圧＜外部印加電圧＋壁電荷で形成する電圧  の条件を満たすとき、放電が開始されるものと考えられ、上記壁電荷で形成する電圧を逆算により求めると、壁電荷で形成する電圧（Ｖw）＝放電開始電圧（一定値）−外部印加電圧  の関係となる。
したがって、放電開始に要する外部印加電圧の値を計測することによって、壁電荷で形成する電圧の値（Ｖw）が求まる。
【００２８】
先ず、保護層に水素及び亜鉛を添加していない従来品１において、壁電荷で形成する電圧値Ｖw0を求めた。また、他の試験品（従来品２及び実施例品）のＰＤＰにおいても、それぞれ壁電荷で形成する電圧値Ｖw1及Ｖw2を求めた。
そして、壁電荷保持能力相対比率を以下の式により求めた。
（式２）
壁電荷保持能力相対比率＝Ｖw／Ｖw0×１００
つまり、従来品１の壁電荷保持能力を基準として他の試験品における相対的な壁電荷保持能力を求めた。
（試験結果）
１）以下放電遅れ試験の結果について説明する。
【００２９】
図２は、従来品1の保護層の放電遅れ時間を１００％とした場合における、相対的な各試験品の放電遅れ時間の減少割合を示す図である。
この結果より、従来品２は、従来品１の６０％にまで放電遅れ時間が短縮されている。
また、実施例品は、従来品１の７２％にまで放電遅れ時間が短縮されている。
ディスプレイの高精細化に伴い、製品に要求される放電遅れ時間は、より短縮されることが好ましく、今回の場合は従来品２と同程度の６０％〜８０％を維持することが望ましいと考える。
【００３０】
２）以下壁電荷保持能力試験の結果について説明する。
図３は、従来品1、従来品２及び実施例品の壁電荷保持能力相対比率を示す図である。
水素のみを添加した従来品２の保護層では、壁電荷保持能力相対比率が４６．８％であるのに対し、さらに亜鉛を添加した実施例品の保護層では７７．３％と大幅に上昇することがわかる。
【００３１】
この壁電荷保持能力相対比率の値が小さくなるということは、外部印加電圧が高くなるため、また点灯すべきセルが点灯しない確立が高くなるため、製品仕様として許容される下限値が存在する。ここでは、この下限値を７０％とした。
したがって、保護層に単に水素を添加しただけの従来品２では、この下限値を下回っているが、保護層に水素及び亜鉛を添加した実施例品では、この下限を上回っており問題がないレベルとなっている。
（追加試験）
発明者らは、全原子に対する水素のモル比が０．０１以上、０．０５以下となる保護層において、放電遅れの抑制と、壁電荷保持能力の確保とが両立可能な保護層を実現する上で、適量な亜鉛添加量を求めるために追加試験を実施した。
【００３２】
なお、上記従来品１及び２並びに実施例品の保護層中に含まれる亜鉛量の計測には、測定装置としてリガク製ＣＩＲＯＳ１２０を使用し、保護層を硝酸にて溶解して得られた液をＩＣＰ発光分光分析法にて分析した。
その結果、保護層に含まれるマグネシウムに対する亜鉛のモル比が、以下の条件を満たす場合に、放電遅れの抑制と、壁電荷保持能力の確保とが両立可能することができることが判明した。
【００３３】
（条件）
保護層に含まれるマグネシウム原子に対する亜鉛原子のモル比が０．０２以上０．１２以下であること。
保護層への亜鉛の添加量が上記条件の下限を下回る場合、壁電荷保持能力が低く、書き込み不良が発生する確率が急激に上昇した。
（付随試験１）
発明者らは、保護層中に含まれる水素の量をいろいろと変えて、保護層中の水素の含有量と放電遅れの関係を求めた。
【００３４】
なお、上記従来品１及び２並びに実施例品の保護層中に含まれる水素の量を計測には、水素前方散乱法（ＨＦＳ;Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｏｒｗａｒｄ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）を用いて分析した。
その結果、高精細化に対応可能となるレベルにまで放電遅れ時間を短縮するためには、保護層に添加されるべき水素原子は、保護層中に含まれる全原子に対するモル比が０．００５以上必要であることが判明した。
【００３５】
また、保護層への水素の添加量が多い場合、ＭｇＯの結晶性が悪化するため、放電特性が悪化する。そのため保護層の全原子に対する水素のモル比が０．０５以下であることが好ましいことが判明した。
（付随試験２）
近年、放電表示パネルの発光効率向上化にむけ、放電ガス中のキセノン分圧を増大させる傾向にある。このキセノン分圧の上昇に伴い、２次電子放出が促進される反面、電荷保持性能は減少する傾向にあるため、保護層に亜鉛を添加することによる２次電子放出性能の抑制する本発明の活用がますます期待される。
【００３６】
発明者らは、このような状況を考慮し、放電ガス中に含まれるキセノン分圧が高い場合について、放電遅れの抑制と、電荷保持性能の確保の両立が可能な亜鉛の添加量を模索する試験を実施した。
その結果、放電ガス中のキセノン分圧が１５ｍｏｌ％となる場合においては、マグネシウムに対する亜鉛のモル比が０．０２以上０．０５以下であることが好ましいことが判明した。
＜誘電体層１０６上に保護層１０７を形成する方法＞
本実施の形態において、誘電体層１０６上に保護層１０７を形成する方法について説明する。
【００３７】
まず、前面ガラス基板１０１上に、スキャン電極１０２ａ及びサステイン電極１０２ｂを形成した後、スクリーン印刷法、ダイコート印刷法またはシートラミネート法を用いて誘電体層１０６を形成し、その後、電子ビーム蒸着法を用いて誘電体層１０６上に保護層１０７を形成する。
保護層形成に用いる蒸着源としては、例えばペレット状のＭｇＯに対し、ペレット状または粉末状の亜鉛化合物を混合したものを用いるか、粉末状のＭｇＯと粉末状の亜鉛化合物とを混合したもの、あるいはその混合物の焼結体を用い、亜鉛化合物の混合比を調整することにより、保護層の主たる材料であるＭｇＯのマグネシウム原子に対する亜鉛原子のモル比が０．０２以上０．１２以下となるようにする。
【００３８】
また、保護層中の水素濃度が目的の値となるように、蒸着時の雰囲気中に水素を調整する。
これにより、ＭｇＯを主成分とし、亜鉛と水素が所定比率で混合された保護層１０７を形成することができる。
また、ＭｇＯと亜鉛化合物の融点が異なることを考慮し、より精密に所定比率を実現するために、ＭｇＯと亜鉛化合物の２種の蒸着源を用いて電子ビーム蒸着を行ってもよい。
【００３９】
また、水素添加率をより精密に制御するために、水酸化マグネシウムなどのマグネシウム化合物とＭｇＯを所定比率で混合した材料を蒸着源として使用してもよい。
また、水素添加率をより精密に制御するために、亜鉛を添加したＭｇＯの膜を成膜したのち、当該膜について水素を含む雰囲気下でプラズマ処理を行ってもよい。
また、水素添加率をより精密に制御するために、水素ボンベに連結されたイオン銃から水素イオンを基板に照射しながら、亜鉛化合物を混合した蒸着源を電子ビームガンによって加熱する。この方法によっても水素および亜鉛を含む保護層が形成できる。
【００４０】
なお、保護層１０７の形成方法として、電子ビーム蒸着法だけでなく、スパッタ法（反応性スパッタ法を含む）やイオンプレーティング法などを用いることが可能である。この場合にもターゲットまたは蒸発源の構成材料の混合比率、及び形成時のガス雰囲気を制御することにより、亜鉛と水素が所定比率で混合された保護層１０７を形成することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、Ｈｅ、Ｘｅ、Ｎｅなどの希ガス成分からなる放電ガスが封入されているとしたが、放電ガスはネオンとキセノンの混合ガスに限られるものではなく、ヘリウムやクリプトンなどの希ガスを混合して使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本願発明は、テレビジョン及びコンピュータ用モニタなどに用いられる表示デバイスに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態におけるガス放電表示パネルの一例であるＰＤＰの１画素に対応する部分の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における放電遅れ試験の結果を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における壁電荷保持能力試験の結果を示す図である。
【図４】従来のＰＤＰにおける駆動電圧印加パターンを示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
９０    前面板
９１    背面板
１００    ＰＤＰ
１０１    前面ガラス基板
１０２    表示電極対
１０２ａ  スキャン電極
１０２ｂ  サステイン電極
１０３ａ  透明電極
１０３ｂ  透明電極
１０５ａ  バス電極
１０５ｂ  バス電極
１０６    誘電体層
１０７    保護層
１１１    背面ガラス基板
１１２    データ電極
１１３    誘電体層
１１４    隔壁
１１５    蛍光体層
１１５    青色蛍光体層
１１５    赤色蛍光体層
１１５    緑色蛍光体層
１１６    放電空間
【図１】
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【図２】
2006269258.tif 000004
【図３】
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【図４】
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